음폐수바이오가스화시설 전경
수도권매립지관리공사는 폐기물을 이용해 LNG와 바이오가스의 황금비율을 찾아 에너지 이용가치를 높이고 있다. 사진은 매립지공사 내 들어선 음폐수바이오가스화시설. /수도권매립지공사 제공

매립가스·음폐수등 자원화
전기·연료로 변신 연비아껴
브레인스토밍 기술개발 견인

LNG·바이오가스 최초혼합
내달 가스화시설 준공 앞둬
온실가스 年 1만6천t감축

수도권매립지관리공사(이하 SL공사)가 폐기물을 활용해 전기를 생산하고 연료를 만들고, 가스를 공급하는 등 다양한 방면에 이용가치를 높여오고 있다.

SL공사는 매립과정에서 발생하는 매립가스를 활용, 세계 최대 규모의 매립가스 발전시설인 50MW 발전소를 운영하면서 연간 약 400억원의 전기를 생산하고, 침출수 처리과정에서 발생하는 바이오가스를 이용 2.4MW 발전시설을 가동하고 있다.

또한 바이오가스를 정제, CNG 가스와 혼합 사용할 수 있는 바이오가스 자동차 연료화 시설을 운영하고 있다.

SL공사는 이러한 자원화 시설의 운영에만 머무르지 않고 각 부서간 브레인스토밍을 통한 협업체계를 구축, 처리비용 절감을 위해 끊임없는 기술개발을 추진해 국내 최초로 LNG와 바이오가스를 혼합, LNG가스를 대체하는 직접연료로 활용하는 기술 개발에 성공했다. 세계적으로 인정 받는 SL공사의 폐기물 자원화사업에 대해 살펴봤다.

■하수슬러지와 음폐수를 에너지 자원으로 전환

하수슬러지와 고농축 음식물 폐수인 음폐수는 런던협약에 따라 하수슬러지는 2012년, 음폐수는 2014년부터 해양배출이 전면 금지돼 육상처리로 전환 처리하고 있다.

이에 SL공사는 환경부와 협력을 통해 '하수슬러지 자원화 2단계 시설'과 '수도권광역 음폐수 바이오가스화 시설'을 설치, 하수슬러지를 유기성 폐기물로 연료화시키고 음폐수를 혐기성 소화시켜 메탄 60%의 바이오가스를 생산하고 있다.

'하수슬러지 자원화 2단계시설'은 슬러지를 열풍을 가해 건조한 후 고형연료로 만들어 자원화하는 시설이다. 하루 평균 하수슬러지가 2천700t이 들어오는 수도권매립지에서는 고형연료에 잠재돼 있는 열량은 일반적인 저급 무연탄 수준으로 재생산, 화력발전소의 보조연료로 공급하고 있다.

지난 한 해 동안 28만t의 슬러지를 처리, 5만8천t의 고형연료를 공급해 18억원의 부가가치를 창출했다. 하지만 이 시설은 슬러지 건조연료로 LNG(액화천연가스)를 사용하고 있어 처리과정에서 소요되는 비용이 연간 120억원 이상(2015년 기준)으로 큰 부담으로 작용돼 왔다.

■자원순환사회를 선도하는 SL공사, 부서 협업을 통한 국내최초 신기술 개발

SL공사는 슬러지 2단계 건조연료로 사용하는 LNG연료 중 일부를 음폐수 바이오가스에서 발생되는 연료로 대체·혼합하는 기술을 국내 최초로 도입, 에너지절감 및 경제적인 효율성을 높이고 있는 사업을 진행 중이다.

음폐수는 일반 하수 1천배의 오염도로 처리기술이 까다롭고 처리비용이 비싸 지자체에 처리하지 못한 골치 덩어리였다. 하지만 SL공사에서 운영하는 '수도권광역 음폐수 바이오가스화 시설'은 SL공사가 직접 운영하기에 비용절감은 물론 더욱 안정적인 운영관리가 가능, 수도권 3개시도(서울 200t, 경기 200t, 인천 100t/ 일)에서 반입되고 있다.

음폐수를 투입하고 이물질을 제거한 후 혐기성 소화를 거쳐 바이오가스 내의 황성분과 습기를 제거하면 최종적으로 바이오가스가 생산된다. 처리된 바이오가스에는 메탄을 약 60% 포함하고 있어 LNG의 50% 이상의 효율을 낸다. 바이오가스가 독립적으로 사용됐을 때는 큰 효율을 가질 수 없지만 LNG 연료와 혼합, 이용하면 비용을 절감할 수 있다.

SL공사는 끊임없는 시험과 기술개발을 추진한 결과 오는 8월 '음폐수 바이오가스화 사업'에서 생산된 바이오가스를 '하수슬러지 자원화 2단계시설'의 연료로 공급하기 위한 시설 준공을 앞두고 있다.

현재 음폐수에서 발생되는 바이오가스를 최대한 활용하기 위해 설비보완 중에 있으며 보완이 완료될 경우 일 1천200만원, 연 45억원 가량을 절감할 수 있고 바이오가스를 사용함으로써 온실가스도 연간 1만6천t을 감축하게 된다.

이를 온실가스 배출거래 단가 1만9천300원/t(2016년 5월 기준)으로 계산했을 때 약 3억원 정도가 추가로 절감된다.

SL공사 관계자는 "LNG와 바이오가스를 혼합, 직접연료로 활용하는 기술은 국내 최초기술"이라며 "이 기술을 특허출원을 하고 기술의 체계화를 통해 필요한 곳에 기술이전 및 정보공유로 친환경 상생모델을 만드는데 주력할 것"이라고 말했다.

/이진호기자 province@kyeongin.com